Le rocce metamorficheLe rocce metamorfiche

ROCCE METAMORFICHE

LA STRUTTURA DELLE ROCCE METAMORFICHE

Struttura: la disposizione delle parti di una roccia (a prescindere dalla scala), includendo

le relazioni spaziali fra le parti;le loro dimensioni e forme relative;le caratteristiche interne delle parti.

I prefissi micro-, meso- e mega- possono essere usati per specificare la scala dell'osservazione.

le strutture metamorfiche più comuni

a) strutture isotrope, caratterizzate da una disposizione casuale, e quindi statisticamente identica in tutte le direzioni, degli elementi strutturali

struttura granofelsica;

b) strutture anisotrope, caratterizzate invece da una orientazione preferenziale di alcuni elementi strutturali. Le strutture anisotrope possono essere:

planarilineari

c) altre strutture

Le anisotropie planari In molte rocce è possibile osservare la presenza di superfici di discontinuità planare:

ClivaggioLayeringScistositàStruttura gneissica

Foliazione

Foliazione: qualunque caratteristica planare penetrativa(cioè che si ritrova ripetitivamente) in un corpo roccioso.

Clivaggio: un tipo di foliazione che si riferisce alla proprietà di una roccia a dividersi secondo un sistema di superfici subparallele.

Es: Clivaggio ardesiaco, Clivaggio per frattura.

- Layering - struttura a bande composizionalmente diverse alla scala del centimetro o minore;

- orientazione preferenziale planare di granuli inequidimensionali;

- orientazione preferenziale planare di aggregati lenticolari oallungati di granuli.

Scistosità: un tipo di foliazione in rocce metamorfiche, determinata dalla cristallizzazione di nuovi granuli (o ricristallizzazione), con formazione di superfici lungo le quali la roccia di norma si divideràpreferenzialmente a scala inferiore al centimetro.

Struttura gneissica: un tipo di foliazione in rocce metamorfiche determinata da cristallizzazione di nuovi granuli, con formazione di superfici scistose lungo le quali la roccia può dividersi preferenzialmente soltanto ad una scala più che centimetrica.

Questa struttura è definita da:- bande irregolari o mal definite e/o- occhi o aggregati lenticolari di granuli (struttura occhiadina, struttura flaser) e/o- scarsa quantità o debole orientazione preferenziale di granuli inequidimensionali.

Le anisotropie lineari

Lineazione: qualsiasi struttura lineare penetrativa visibile in un corpo roccioso.Può essere definita da:- allineamento di minerali (lineazione mineralogica);- parallelismo delle linee di cerniera di pieghe di piccole dimensione (lineazione per crenulazione, lineazione per pieghettamento);

Altre strutture

microstruttura omeoblastica: sviluppo dimensionale sostanzialmente uguale di tutti i minerali;

microstruttura eteroblastica: caratterizzata da variabilità di dimensioni dei cristalli;- eteroblastica seriale- eteroblastica iatale:

microstruttura porfiroblastica: caratterizzata dalla presenza di grossi cristalli, detti porfiroblasti;- il rapporto fra il diametro dei porfiroblasti e quello della matrice èalmeno 5:1;

microstruttura granoblastica: struttura omeoblastica caratterizzata da cristalli equidimensionali, cioè tendenzialmente isodiametrici, detti granoblasti;

microstruttura lepidoblastica: abbondanza di minerali lamellari aventi una spiccata orientazione preferenziale planare;

Le rocce metamorfiche possono essere classificate sulla base di vari criteri:

1) la natura del loro protolite (es.: meta-granito);

2) i caratteri strutturali (es.: scisto, granofels);

3) la composizione chimica (es.: metamorfite basica ricca in Ti);

4) la composizione mineralogica modale

(intesa in termini quantitativi di tutti i minerali presenti);

5) la facies metamorfica.

Ognuno di questi criteri fornisce, sulla roccia in esame, informazioni specifiche limitatamente ai caratteri considerati;

La classificazione delle rocce metamorfiche èstata recentemente definita da parte della “Subcommission on the Systematics ofMetamorphic Rocks” (SCMR) dell’International Union of Geological Sciences (IUGS).

D. Fettes e J. Desmons 2007 “Metamorphic Rocks: A Classification and Glossary of Terms”Cambridge University Press

Facies metamorfica: insieme delle associazioni mineralogiche metamorfiche, associate nello spazio e nel tempo, che mostrano una costante e prevedibile relazione tra composizione mineralogica e chimismo della roccia a date condizioni ambientali, di temperatura e pressione, anche se altre variabili, quali la PH2O, possono risultare comunque importanti.

CRITERI FONDAMENTALI PER ASSEGNARE IL NOME CORRETTO AD UNA ROCCIA METAMORFICA

1) Usare il nome specifico consigliato2) Se non è possibile: a) dare il nome in base alla struttura

b) determinare il contenuto mineralogico

Granofels

GneissScisto

nome roccia + “lineato”

Granofelsica

Planare gneissicascistosa

Lineata

tipo di rocciastruttura

Inoltre si possono usare termini descrittivi della struttura più specifici:Es.:porfiroblastico, granoblastico, lepidoblastico

a) Determinazione della struttura

b) Determinazione del contenuto mineralogico della roccia.

Il contenuto mineralogico dipende:a) dalla composizione chimica della roccia primariab) dal grado metamorficoc) dal tipo di metamorfismo

la composizione chimica della roccia primaria (protolite) si riflette nel colore della roccia metamorfica.

K-feldspato, plagioclasio,quarzo,biotite,muscovite,granato,sillimanite, cordierite

muscovitebiotite,clorite,quarzo, plagioclasio, granato, staurolite,cianite,sillimanite, andalusite, tormalina, anfibolo

clorite,serpentino,anfiboloPlagioclasioPirossenoomphacite,granato

calcite, dolomite, tremolite, granato, diopside, wollastonite, vesuviana, epidoto, plagioclasio

quarzo

Composito (con porzioni chiare e scure omogeneamente distribuite o a chiazze)

areniti, areniti argillose, rocce magmatiche acide o intermedie

- gneiss(paragneiss, ortogneiss)

- migmatite

Argenteo, grigio di varia tonalitàcompreso il nero, marrone - giallo

argille o rocce argillose

- ardesia- fillade- micascisto

Verde, verde scuro

Rocce basiche e ultrabasiche

- scisto verde- scisto blu- anfibolite- eclogite- granulite- serpentinite

Bianco o giallo - verde

Rocce carbonatiche pure o impure

- marmo- roccia a silicati di

calcio (calcefiro)- calcescisto

Bianco e grigio

Rocce quarzitiche

-quarzite

Alcuni nomi specifici

Ardesia: Roccia a grana da ultrafine a molto fine, che mostra clivaggioardesiaco. L'ardesia è normalmente di grado metamorfico molto basso.

Fillade: Roccia a grana da fine a media, caratterizzata da una viva lucentezza e una scistosità ben sviluppata risultante dall'isorientamento dei fillosilicati. La fillade è normalmente di grado metamorfico basso.

Fillade - Foliazione ripiegata

Scisto: Roccia metamorfica che mostra una struttura scistosa. Per le rocce ricche in fillosilicati, il termine scisto è riservato alle varietà a grana da media a grossa, mentre le rocce a grana più fine sono chiamate ardesie o filladi.

Micascisto

Micascisto

Micascisto con granoblasti di granato e cianite

Micascisto con granoblasti di granato

Micascisto con granoblasti di granato

Micascisto con

granoblasti di

staurolite

Micascisto con granoblasti di granato e cianite

Gneiss: Roccia metamorfica che presenta una struttura gneissica. Il termine gneiss può anche essere applicato a rocce che mostrano una dominante struttura lineare piuttosto che una struttura gneissica, nel qual caso si usa la denominazione di gneiss lineato.

Granofels: Roccia metamorfica che mostra una struttura granofelsica. Per i granofels contenenti livelli di differente composizione può essere usato il termine granofels a bande.

Scisto verde: Scisto il cui colore verde è dovuto alla presenza di minerali quali attinolite, clorite ed epidoto. Termini più specifici devono essere utilizzati quando possibile (ad es.: scisto cloritico-attinolitico ad epidoto).

Anfibolite: Roccia metamorfica composta da anfibolo verde, bruno o nero e plagioclasio, il contenuto dei quali è almeno del 75%. L'anfibolo costituisce più del 50% della somma dei silicati di Fe e Mg, e comunque costituisce più del 30% della roccia. L'ortopirosseno è assente.

Marmo: Roccia metamorfica contenente più del 50% di calcite e/o dolomite e/o aragonite. Un marmo puro contiene più del 95% di questi carbonati, mentre tutti gli altri marmi vengono classificati come marmi impuri.

Roccia a silicati di Ca: Roccia metamorfica costituita per più del 50% in volume da silicati di Ca. Carbonati di Ca e di Ca e Mg sono comunemente componenti aggiuntivi. Rocce di simile composizione mineralogica formate per metasomatismo o metamorfismo di contatto, vanno classificate come skarn o, rispettivamente, cornubianiti a silicati di Ca.

Cornubianite: Roccia a grana fine composta da un mosaico di granuli equidimensionali privi di orientazione preferenziale e tipicamente formatasi per metamorfismo di contatto.

Quarzite: Roccia metamorfica contenente più dell'80% di quarzo.

Migmatite: Roccia silicatica composita, pervasivamente eterogenea alla scala meso- fino a megascopica. Consiste di porzioni chiare e di porzioni scure. Le parti scure normalmente presentano le caratteristiche di rocce metamorfiche mentre le parti chiare hanno l'aspetto di rocce plutoniche. Deve essere esplicitamente indicata l'eventuale presenza di quantità sostanziali di minerali che non siano silicati e quarzo.

Leucosoma: Parte chiara di una migmatite.

Melanosoma: Parte scura di una migmatite, di norma ricca in minerali scuri. E' delimitata da leucosomi.

leucosoma melanosoma

Eclogite: Roccia di composizione basica, formata da principalmente da omphacite (pirosseno sodico) e granato. In essa non è mai presente plagioclasio. Deriva dal metamorfismo ad alta pressione di roccebasiche, quali basalti

Eclogitizzazione: pl + px + ol → omph + grt + qtz

Granulite: roccia metamorfica di alta temperatura, formatesi nella crostaprofonda. E’ comunemente formata da abbondante feldspato, quarzo e minerali ferromagnesiaci anidri. Si presenta con struttura granoblastica, da gneissica a massiva

Nel processo metamorfico:

rocce pre-esistenti (protoliti), sottoposte a P e T relativamente alte (diverse da quelle originali), vengono a trovarsi in disequilibrio e subiscono delle trasformazioni mineralogico-strutturali tese ad annullare i potenziali termodinamici instauratisi.

orto-para-poli-

-ignee-sedimentarie-metamorfiche

rocce originarieprotoliti =

METAMORFISMO = trasformazionestrutturale e/o mineralogica

ProtoliteProtolite

RocciaRoccia metamorficametamorfica

Tipi di protoliti (tipi compositivi di riferimento)

Rocce pelitiche (argillose)

Rocce psammitiche (arenarie)

Rocce acide

Rocce carbonatiche (pure e impure)

Rocce basiche

(es. argillite)

(es. calcare)

(es. granito, riolite)

(es. gabbro, basalto)

(es. arenaria)

Protolite: peliti-psammiti (argille-silt)

Fillade

Micascisto

Paragneiss

Protolite: rocce magmatiche acide

Ortogneiss

Gneiss occhiadino

Gneiss occhiadino

Protolite: Rocce psammitiche (arenarie)

Quarzite

Protolite: Rocce carbonatiche (pure e impure)

Marmo

Marmo

Marmo

Quarzite vs. marmo

Roccia a silicati di calcio

Rocce basiche

Anfibolite

Anfibolite

Eclogite